JPH07138340A - Heat-resistant thermoplastic polyurethane elastomer and its production - Google Patents

Heat-resistant thermoplastic polyurethane elastomer and its production

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JPH07138340A
JPH07138340A JP5307039A JP30703993A JPH07138340A JP H07138340 A JPH07138340 A JP H07138340A JP 5307039 A JP5307039 A JP 5307039A JP 30703993 A JP30703993 A JP 30703993A JP H07138340 A JPH07138340 A JP H07138340A
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JP
Japan
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formula
represented
molecular weight
diol
diisocyanate
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JP5307039A
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Japanese (ja)
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Hiroyuki Tagawa
浩行 田川
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Epozoole Kk
Original Assignee
Epozoole Kk
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain an elastomer highly excellent in heat resistance by selecting a polyurethane which consists of randomly distributed structural units derived from a specific diisocyanate, a specific diol, and a specific compd. and has a specific average mol.wt. CONSTITUTION:This polyurethane elastomer is selected which consists of three kinds of randomly distributed structural units, i.e., (A) structural units of the formula: CONH-X-NHCO (wherein X is one of divalent groups of formula I to IV) derived from a diisocyanate, (B) structural units of the formula: O-Y-O (wherein Y is a divalent group formed by removing terminal hydroxyl groups from an aliph. polyether or polyester diol) derived from an aliph. polyether or polyester diol and having a mol.wt. of 1,000-10,000, and (C) structural units of the formula: O-Z-O (wherein Z is a divalent group of formula V) derived from 3,9-bis(1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5]undecane in a molar ratio of A to (B+C) of 1/1 and which has an average mol.wt. of 10,000-200,000.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

【0001】本発明は新規な熱可塑性ポリウレタンエラ
ストマー、更に詳しくは熱可塑性で、しかも優れた耐熱
性を有する新規なポリウレタンエラストマー及びその製
造法に関する。
The present invention relates to a novel thermoplastic polyurethane elastomer, and more particularly to a novel polyurethane elastomer having thermoplasticity and excellent heat resistance, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱可塑性のポリウレタンエラストマーは
この技術分野で以前から知られている。この種の典型的
な熱可塑性ポリウレタンエラストマーは芳香族ジイソシ
アネート、典型的には4,4’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート(MDI)又はトルエンジイソシアネート
(TDI)とポリエーテルジオール又はポリエステルジ
オールと鎖延長剤としての短鎖グリコールとの反応によ
って形成される線状ポリマーである。従来はポリエーテ
ルジオールとして一般に分子量約1,000〜2,00
0のポリ(オキシテトラメチレングリコール)、ポリ
(プロピレングリコール)又は混合ポリ(プロピレン−
エチレングリコール)が、またポリエステルグリコール
としてポリ(ブチレンアジペート)又はポリカプロラク
トンが用いられた。また、グリコール系鎖延長剤として
は、例えば1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサン
ジオール、エチレングリコール及びジエチレングリコー
ルが一般に用いられた。斯かる熱可塑性ポリウレタンエ
ラストマーにおいてそのポリエーテルジオール成分又は
ポリエステルジオール成分が所謂ソフトセグメントを、
一方ジイソシアネートと短鎖グリコールとの反応で形成
された部分が所謂ハードセグメントを構成している。熱
可塑性ポリウレタンエラストマーとしての弾性はこのよ
うなソフトセグメントとハードセグメントから成るミク
ロ相分離構造に起因する。
BACKGROUND OF THE INVENTION Thermoplastic polyurethane elastomers have long been known in the art. Typical thermoplastic polyurethane elastomers of this type are aromatic diisocyanates, typically 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) or toluene diisocyanate (TDI) with polyether diols or polyester diols and short chains as chain extenders. It is a linear polymer formed by reaction with glycol. Conventionally, as a polyether diol, the molecular weight is generally about 1,000 to 2,000.
0 poly (oxytetramethylene glycol), poly (propylene glycol) or mixed poly (propylene-
Ethylene glycol) and poly (butylene adipate) or polycaprolactone were used as polyester glycols. As the glycol chain extender, for example, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, ethylene glycol and diethylene glycol are generally used. In such a thermoplastic polyurethane elastomer, the polyether diol component or polyester diol component has a so-called soft segment,
On the other hand, the portion formed by the reaction between diisocyanate and short-chain glycol constitutes a so-called hard segment. The elasticity as a thermoplastic polyurethane elastomer is due to the microphase-separated structure composed of such soft segments and hard segments.

【0003】これらのポリウレタンエラストマーは熱可
塑性であって、熱の適用によって射出成型及び押出成型
等の熱成型が可能であり、種々の物品に成型され、市販
されている。これら従来の熱可塑性ポリウレタンエラス
トマーは、しかし、高くても120℃程度の温度でその
弾性を失ってしまい、そのためその用途は耐熱性が余り
要求されないものに制限されている。従って、もしその
耐熱性を例えば150℃以上に上げることができれば更
に広範な用途が期待できるだろう。このような高耐熱性
の要求される用途の例として耐熱性塗料、耐熱性ベル
ト、耐熱性ホース及びパッキング材等がある。
These polyurethane elastomers are thermoplastic and can be thermoformed by injection such as injection molding and extrusion molding, and are molded into various articles and are commercially available. However, these conventional thermoplastic polyurethane elastomers lose their elasticity at a temperature of about 120 ° C. at most, and therefore their applications are limited to those for which heat resistance is not so required. Therefore, if its heat resistance can be raised to, for example, 150 ° C. or higher, a wider range of applications can be expected. Examples of applications requiring such high heat resistance include heat resistant paints, heat resistant belts, heat resistant hoses, and packing materials.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は従って熱可塑
性であると共に高度の耐熱性を併せ持つポリウレタンエ
ラストマーを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a polyurethane elastomer which is both thermoplastic and has a high degree of heat resistance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は種々検討の結
果、スピロ環を含む特定のジオール化合物と芳香族ジイ
ソシアネートとの反応部分でハードセグメントを構成
し、一方ソフトセグメントは一定値以上の分子量を有す
るポリエーテルジオール又はポリエステルジオールで構
成するとき上記の目的が達成されることを発見した。
As a result of various studies, the inventor of the present invention has constituted a hard segment by a reaction portion of a specific diol compound containing a spiro ring and an aromatic diisocyanate, while a soft segment has a molecular weight of a certain value or more. It has been discovered that the above objects are achieved when composed of polyether diols or polyester diols having

【0006】しかして、本発明によれば次の(a)式−
CONH−X−NHCO−で表されるジイソシアネート
に由来する単位、(b)式−O−Y−O−で表される
1,000〜10,000の範囲内の分子量を有する脂
肪族のポリエーテルジオール又はポリエステルジオール
に由来する単位、及び(c)式−O−Z−O−で表され
る3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエ
チル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,
5]ウンデカンに由来する単位がランダムに分布して成
り、かつ単位(a)/単位(b)と単位(c)の和のモ
ル比が1:1である、10,000〜200,000の
範囲内の平均分子量を有する耐熱性の熱可塑性ポリウレ
タンエラストマーが提供される。ただし、上記の各式に
おいて、Xは下記化5より成る群から選ばれる少なくと
も1種の二価の基であり、Yは前記脂肪族のポリエーテ
ルジオール又はポリエステルジオールから末端ヒドロキ
シル基が除かれた二価の残基であり、そしてZは下記化
6で表される二価の基である。
According to the present invention, the following equation (a)-
A unit derived from a diisocyanate represented by CONH-X-NHCO-, and (b) an aliphatic polyether represented by the formula -O-Y-O- and having a molecular weight in the range of 1,000 to 10,000. A unit derived from a diol or a polyester diol, and (c) 3,9-bis (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,4,8,10 represented by formula —O—Z—O—. -Tetraoxaspiro [5,
5] Units derived from undecane are randomly distributed, and the molar ratio of the unit (a) / the sum of the unit (b) and the unit (c) is 1: 1 and 10,000 to 200,000. A heat resistant thermoplastic polyurethane elastomer having an average molecular weight within the range is provided. However, in each of the above formulas, X is at least one divalent group selected from the group consisting of the following chemical formulas 5, and Y is the aliphatic polyether diol or polyester diol with the terminal hydroxyl group removed. Is a divalent residue, and Z is a divalent group represented by the following chemical formula 6.

【0007】[0007]

【化5】 [Chemical 5]

【0008】[0008]

【化6】 [Chemical 6]

【0009】このポリウレタンは熱可塑性であって、常
用の射出成型機及び押出成型機等の熱成型機で熱成型が
可能である。このポリウレタンは−50℃程度の低温か
ら高いゴム弾性を示すエラストマーである。このエラス
トマーはまたその動的貯蔵弾性率が、例えば−50℃の
ような低温から約190℃のような高温度まで実質的に
変化せず、エラストマーとして異例の極めて高い耐熱性
を示す。
This polyurethane is thermoplastic and can be thermoformed by a thermoforming machine such as a conventional injection molding machine or extrusion molding machine. This polyurethane is an elastomer that exhibits high rubber elasticity from a low temperature of about -50 ° C. The elastomer also has a dynamic storage modulus which does not substantially change from a low temperature such as -50 ° C to a high temperature such as about 190 ° C, and exhibits extremely high heat resistance which is exceptional as an elastomer.

【0010】上記本発明のポリウレタンエラストマーは
所謂ワンショット法で製造することができる。即ち、
(a’)ジイソシアネート化合物、(b’)脂肪族のポ
リエーテルジオール又はポリエステルジオール及び
(c’)3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロ
キシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ
[5,5]ウンデカン(商品名:スピログリコール)を
混合し、所要時間重付加反応させると目的のポリウレタ
ンエラストマーが得られる。
The above-mentioned polyurethane elastomer of the present invention can be manufactured by a so-called one-shot method. That is,
(A ′) diisocyanate compound, (b ′) aliphatic polyether diol or polyester diol and (c ′) 3,9-bis (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,4,8,10 -Tetraoxaspiro [5,5] undecane (trade name: spiroglycol) is mixed and subjected to a polyaddition reaction for a required time to obtain a target polyurethane elastomer.

【0011】上記の反応で使用することができるジイソ
シアネート化合物は一般式OCN−X−NCO(ただ
し、Xは前記式(a)について定義した通りである)で
表されるものである。本発明者の調べた範囲では、これ
ら以外のジイソシアネートによっては目的の高い耐熱性
を有する熱可塑性ポリウレタンエラストマーは得られな
かった。上記ジイソシアネート化合物について具体的な
化合物を挙げると、p−フェニレンジイソシアネート、
トルエン−2,4−ジイソシアネート、トルエン−2,
6−ジイソシアネート及び4,4’−ジフェニルメタン
ジイソシアネートがある。これらのジイソシアネート化
合物は2種以上の混合物として反応に供してもよい。こ
れらのジイソシアネート化合物のうち、現在のところ最
も好ましいものは4,4’−ジフェニルメタンジイソシ
アネート(MDI)である。
The diisocyanate compound that can be used in the above reaction is represented by the general formula OCN-X-NCO, where X is as defined for formula (a) above. In the range examined by the present inventor, the intended thermoplastic polyurethane elastomer having high heat resistance could not be obtained by using a diisocyanate other than these. Specific examples of the diisocyanate compound include p-phenylene diisocyanate,
Toluene-2,4-diisocyanate, toluene-2,
There are 6-diisocyanates and 4,4'-diphenylmethane diisocyanates. These diisocyanate compounds may be subjected to the reaction as a mixture of two or more. Of these diisocyanate compounds, the most preferred at present is 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI).

【0012】本発明の方法において、ジイソシアネート
化合物と反応せしめられるポリエーテルジオール又はポ
リエステルジオールは分子量が約1,000〜約10,
000であると言う条件を満足すれば、ポリウレタンの
合成において常用される脂肪族のポリエーテルジオール
及びポリエステルジオールが全て用い得る。分子量が
1,000以下では一般に目的の耐熱性をポリウレタン
エラストマーに付与することができない。使用に適した
ポリエーテルジオール又はポリエステルジオールを例示
すると、ポリ(オキシプロピレングリコール)、混合ポ
リ(オキシプロピレン−エチレングリコール)、ポリカ
プロラクトン及びポリ(オキシテトラメチレングリコー
ル)等のポリエーテルジオール、並びにポリ(テトラメ
チレンアジペート)等のポリエステルジオールがある。
一般的には、ポリエステルジオールよりポリエーテルジ
オールの方が好ましく、中でもポリ(オキシテトラメチ
レングリコール)が好ましい。
In the method of the present invention, the polyether diol or polyester diol reacted with the diisocyanate compound has a molecular weight of about 1,000 to about 10,
If the condition of 000 is satisfied, all of the aliphatic polyether diols and polyester diols commonly used in the synthesis of polyurethane can be used. When the molecular weight is 1,000 or less, it is generally not possible to impart desired heat resistance to the polyurethane elastomer. Examples of suitable polyether diols or polyester diols for use are polyether diols such as poly (oxypropylene glycol), mixed poly (oxypropylene-ethylene glycol), polycaprolactone and poly (oxytetramethylene glycol), and poly (oxypropylene glycol). There are polyester diols such as tetramethylene adipate).
Generally, polyether diols are preferable to polyester diols, and poly (oxytetramethylene glycol) is particularly preferable.

【0013】本発明の方法において、ジオール成分と共
にジイソシアネート化合物と反応せしめられるもう1種
の必須成分は同様にジオールである3,9−ビス(1,
1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,
10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンであ
る。本発明者の研究によれば、この3,9−ビス(1,
1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,
10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンとジイ
ソシアネート化合物とでハードセグメントを構成すると
き、ポリウレタンエラストマーに、例えば従来の熱可塑
性ポリウレタンエラストマーの製造に用いられた1,4
−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、エチレ
ングリコール及びジエチレングリコール等の短鎖グリコ
ールより成る鎖延長剤によっては達成することができな
かった極めて高度の耐熱性を付与することができること
が明らかになった。
In the method of the present invention, another essential component which is reacted with the diisocyanate compound together with the diol component is 3,9-bis (1,2) which is also a diol.
1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,4,8,
It is 10-tetraoxaspiro [5,5] undecane. According to the research by the present inventor, this 3,9-bis (1,
1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,4,8,
When a hard segment is composed of 10-tetraoxaspiro [5,5] undecane and a diisocyanate compound, 1,4 used in the production of conventional thermoplastic polyurethane elastomers, for example, in polyurethane elastomers
-It has been revealed that extremely high heat resistance, which cannot be achieved by a chain extender composed of a short chain glycol such as butanediol, 1,6-hexanediol, ethylene glycol and diethylene glycol, can be imparted. .

【0014】上記の方法において、ジイソシアネート成
分(a’)とジオール成分(b’)及び3,9−ビス
(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,
4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカ
ン成分(c’)とは1:1の(a’)/(b’)と
(c’)の和のモル比で反応に供される。ただし、イソ
シアネート化合物は周知のように貯蔵中及び/又は使用
時に環境中の水分のために一部失活することがあるの
で、その分を保証する意味で通常は若干過剰のジイソシ
アネートが用いられる。即ち、ジイソシアネートはその
化学量論的量の約1〜5モル%程度過剰の量で用いられ
る。
In the above method, the diisocyanate component (a '), the diol component (b') and 3,9-bis (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,
The 4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane component (c ′) is used in the reaction at a molar ratio of 1: 1 (a ′) / (b ′) and (c ′). It However, as is well known, the isocyanate compound may be partially deactivated due to environmental moisture during storage and / or use, so that a slight excess of diisocyanate is usually used in order to guarantee that amount. That is, diisocyanate is used in an excess of about 1 to 5 mol% of its stoichiometric amount.

【0015】上記の反応は不活性雰囲気中で行うべきで
ある。不活性雰囲気としてネオン、アルゴン等の希ガス
及び窒素ガスが一般に用い得るが、経済的観点から窒素
ガスが一般に用いられる。この反応は不活性溶媒中で又
は無溶媒下で行うことができる。反応を不活性溶媒中で
実施する場合、全反応体の濃度は一般に約10〜約50
重量/容量%、好ましくは約20〜約40重量/容量%
とするのが好ましい。不活性溶媒として、例えばトルエ
ン、アニソール、ジメチルスルホキシド等が好適に使用
することができる。
The above reaction should be carried out in an inert atmosphere. A rare gas such as neon or argon and a nitrogen gas can be generally used as the inert atmosphere, but the nitrogen gas is generally used from the economical point of view. This reaction can be carried out in an inert solvent or without solvent. When the reaction is carried out in an inert solvent, the concentration of all reactants generally ranges from about 10 to about 50.
Weight / volume%, preferably about 20 to about 40 weight / volume%.
Is preferred. As the inert solvent, for example, toluene, anisole, dimethyl sulfoxide, etc. can be preferably used.

【0016】本発明の重付加反応は通常室温乃至130
℃、好ましくは約50〜100℃の範囲内の温度で行わ
れる。反応時間は目的の分子量、即ち10,000〜2
00,000の平均分子量を得るのに十分な時間である
が、通常は上記の温度範囲で反応を約4〜約10時間行
えば目的の分子量を有するポリウレタンエラストマーが
得られる。この反応は無触媒でも十分進行するが、所望
によっては触媒の存在下で行うこともできる。触媒はポ
リウレタンの合成において通常使用されるものが通常の
量で使用することができる。このような触媒の代表的な
例として、ジブチル錫ジラウレート等の有機金属触媒或
いはトリエチルアミン等のアミン触媒を挙げることがで
きる。
The polyaddition reaction of the present invention is usually carried out at room temperature to 130.
C., preferably at a temperature in the range of about 50-100.degree. The reaction time is the desired molecular weight, namely 10,000 to 2
The reaction time is usually about 4 to about 10 hours in the above temperature range, although the time is sufficient to obtain an average molecular weight of 0,000, and a polyurethane elastomer having the desired molecular weight is obtained. This reaction proceeds sufficiently even without a catalyst, but can be carried out in the presence of a catalyst if desired. As the catalyst, those usually used in the synthesis of polyurethane can be used in a usual amount. Representative examples of such catalysts include organic metal catalysts such as dibutyltin dilaurate and amine catalysts such as triethylamine.

【0017】以上のようにして製造される本発明のポリ
ウレタンエラストマーは、ソフトセグメントを構成する
ジオール成分(b’)とハードセグメントを構成するジ
オール成分(c’)がジイソシアネート成分(a’)と
ランダムに結合し、分布しているポリマーである。
In the polyurethane elastomer of the present invention produced as described above, the diol component (b ') constituting the soft segment and the diol component (c') constituting the hard segment are randomly mixed with the diisocyanate component (a '). Is a polymer that is bound and distributed in.

【0018】この本発明のポリウレタンは一般に約1
0,000〜約200,000の平均分子量を有する。
このポリウレタンは前記のように熱可塑性を示し、射出
成型や押出成型、或いは圧縮成型等の常用の熱成型法で
容易に成型することができると共に、高水準の弾性率を
有するエラストマーである。この高弾性率(動的貯蔵弾
性率)は広い温度範囲、例えば約−50〜約+190℃
の温度範囲に亙って維持され、特に常温以上の温度では
実質的に変化しない。このように高温でも高い弾性率が
維持されることは、本発明のポリウレタンエラストマー
においてポリエーテルジオール又はポリエステルジオー
ルの部分で構成されるソフトセグメント及びジイソシア
ネートと3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロ
キシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ
[5,5]ウンデカンとの反応部分で構成されるハード
セグメントから成るミクロ相分離構造、即ち海島構造が
そのような高温度においても保持されていることを意味
するが、本発明のポリウレタンエラストマーが前記のよ
うにそのジオール成分(b’)及び(c’)が分子中で
ランダムに分布しているにもかかわらず、このように優
れた耐熱性を有していることは極めて驚くべきことであ
る。
The polyurethane of the present invention generally has about 1
It has an average molecular weight of 10,000 to about 200,000.
As mentioned above, this polyurethane is an elastomer that exhibits thermoplasticity, can be easily molded by a conventional thermoforming method such as injection molding, extrusion molding, or compression molding, and has a high level of elastic modulus. This high elastic modulus (dynamic storage elastic modulus) has a wide temperature range, for example, about -50 to about + 190 ° C.
It is maintained over the temperature range of, and does not change substantially at temperatures above room temperature. The fact that the high elastic modulus is maintained even at a high temperature in this way means that the soft segment and the diisocyanate composed of the polyether diol or polyester diol in the polyurethane elastomer of the present invention and 3,9-bis (1,1-dimethyl- 2-Hydroxyethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane is a microphase-separated structure composed of hard segments composed of reaction moieties, that is, a sea-island structure at such a high temperature. It means that the polyurethane elastomer of the present invention has such a property even though its diol components (b ′) and (c ′) are randomly distributed in the molecule as described above. It is extremely surprising that it has excellent heat resistance.

【0019】[0019]

【実施例】次に、本発明を実施例によって例証する。た
だし、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではないことは言うまでもない。
The invention will now be illustrated by the examples. However, it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.

【0020】実施例1 トルクメーター付き攪拌機、温度計、滴下漏斗及び窒素
導入管を備えた1L(リットル)の四つ口セパラブルフ
ラスコに4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
(0.2モル)の30重量/容量%アニソール溶液を入
れ、これに攪拌しながら窒素雰囲気下で、予め減圧共沸
蒸留法により精製されたポリ(オキシテトラメチレング
リコール)(分子量約3000;0.1モル)の30重
量/容量%アニソール溶液及び3,9−ビス(1,1−
ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,10
−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン(0.1モ
ル)の30重量/容量%ジメチルスルホキシド溶液を加
えた。得られた混合物を80℃に昇温し、この温度で約
10時間反応させた。得られた反応混合物は無色、透明
な溶液であった。この溶液をメタノールに投入してポリ
マーを沈殿させ、アスピレーターで吸引濾過してポリマ
ーを炉別した。このポリマーをジメチルホルムアミドに
再溶解し、そして上記の精製操作を更に2回繰り返した
後、室温及び約40mmHgの減圧の下で約1週間乾燥
し、最後に恒量になるまで室温で真空乾燥した。
Example 1 A 1 L (liter) four-necked separable flask equipped with a stirrer equipped with a torque meter, a thermometer, a dropping funnel and a nitrogen introducing tube was charged with 30 parts of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (0.2 mol). 30% by weight of poly (oxytetramethylene glycol) (molecular weight about 3000; 0.1 mol) which was previously purified by a reduced pressure azeotropic distillation method under a nitrogen atmosphere while stirring the solution containing a weight / volume% anisole solution. Volume% anisole solution and 3,9-bis (1,1-
Dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,4,8,10
A solution of tetraoxaspiro [5,5] undecane (0.1 mol) in 30% w / v dimethylsulfoxide was added. The resulting mixture was heated to 80 ° C. and reacted at this temperature for about 10 hours. The resulting reaction mixture was a colorless, transparent solution. This solution was poured into methanol to precipitate the polymer, which was suction filtered with an aspirator to separate the polymer by furnace. The polymer was redissolved in dimethylformamide, and the above-mentioned purification operation was repeated twice more, followed by drying at room temperature and a reduced pressure of about 40 mmHg for about 1 week, and finally vacuum drying at room temperature to a constant weight.

【0021】得られたポリマーは実質的に白色の粉末
で、収率は約80%であった。このポリマーの分子量は
約100,000であった。また、その元素分析値は理
論値とよく一致し、目的の熱可塑性ポリウレタンエラス
トマーであった。
The polymer obtained was a substantially white powder with a yield of about 80%. The molecular weight of this polymer was about 100,000. The elemental analysis value was in good agreement with the theoretical value, and it was the target thermoplastic polyurethane elastomer.

【0022】このポリウレタンエラストマーの自由減衰
ねじり振動法による動的貯蔵弾性率と温度との関係を図
1に曲線SPG−3000(2)として示す。この曲線
は、上記のようにして製造されたポリウレタンが170
〜190℃においても非常に高い弾性率を維持し、極め
て優れた耐熱性を有していることを示す。
The relationship between the dynamic storage elastic modulus of this polyurethane elastomer by the free damping torsional vibration method and the temperature is shown as a curve SPG-3000 (2) in FIG. This curve shows that the polyurethane produced as above is 170
It shows that it maintains a very high elastic modulus even at a temperature of up to 190 ° C. and has extremely excellent heat resistance.

【0023】実施例2 実施例1の分子量約3,000のポリ(オキシテトラメ
チレングリコール)を分子量約2,000のポリ(オキ
シテトラメチレングリコール)に代えたことを除いて実
施例1の操作を繰り返した。得られたポリウレタンは同
様に熱可塑性のエラストマーであった。このポリウレタ
ンエラストマーの動的貯蔵弾性率と温度との関係を図1
に曲線SPG−2000として示す。この曲線は、上記
のようにして製造されたポリウレタンも実施例1のポリ
ウレタンエラストマーと同様の弾性率変化を示し、その
弾性率には約180℃付近の温度まで実質的な低下は認
められなかった。
Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that poly (oxytetramethylene glycol) having a molecular weight of about 3,000 in Example 1 was replaced with poly (oxytetramethylene glycol) having a molecular weight of about 2,000. I repeated. The resulting polyurethane was also a thermoplastic elastomer. FIG. 1 shows the relationship between the dynamic storage elastic modulus and temperature of this polyurethane elastomer.
Curve SPG-2000. In this curve, the polyurethane produced as described above also showed the same change in elastic modulus as the polyurethane elastomer of Example 1, and the elastic modulus was not substantially decreased up to a temperature of about 180 ° C. .

【0024】実施例3 実施例1の分子量約3,000のポリ(オキシテトラメ
チレングリコール)を分子量約4,000のポリ(オキ
シテトラメチレングリコール)に代えたことを除いて実
施例1の操作を繰り返した。得られたポリウレタンは同
様に熱可塑性のエラストマーであった。このポリウレタ
ンエラストマーの動的貯蔵弾性率と温度との関係を図1
に曲線SPG−4000として示す。この曲線は、上記
のようにして製造されたポリウレタンも実施例1のポリ
ウレタンエラストマーと同様の弾性率変化を示し、その
弾性率には約190℃付近の温度まで実質的な低下は認
められなかった。
Example 3 The procedure of Example 1 was repeated except that the poly (oxytetramethylene glycol) having a molecular weight of about 3,000 in Example 1 was replaced with poly (oxytetramethylene glycol) having a molecular weight of about 4,000. I repeated. The resulting polyurethane was also a thermoplastic elastomer. FIG. 1 shows the relationship between the dynamic storage elastic modulus and temperature of this polyurethane elastomer.
As curve SPG-4000. In this curve, the polyurethane produced as described above also showed the same change in elastic modulus as the polyurethane elastomer of Example 1, and the elastic modulus was not substantially decreased up to a temperature of about 190 ° C. .

【0025】[0025]

【発明の効果】本材のようなエラストマーに対する物性
上の要請は、当然のことながら、そのゴム弾性にある。
この性質を利用した材料としては、(1)各種ホース
材、(2)パッキン材、(3)防振材、(4)建築材、
(5)繊維材料等が挙げられるが、本発明のポリウレタ
ンが常温から約190℃と言う広い温度範囲で弾性率値
が実質的に一定で、耐熱性であると言う特性は、上記の
ような用途において極めて重要かつ有用な利点である。
しかも、本発明のポリウレタンは従来の架橋ゴムのよう
な加硫を施すことなく射出成型や押出成型等により容易
に加工することができるので、施設の縮小、簡略化、ひ
いてはコストダウンが可能となり、しかして工業的、経
済的効果も極めて大きなものである。
The physical property of the elastomer such as the present material is, of course, its rubber elasticity.
Materials utilizing this property include (1) various hose materials, (2) packing materials, (3) vibration damping materials, (4) building materials,
(5) Fiber materials and the like can be mentioned. The polyurethane of the present invention has the property that the elastic modulus value is substantially constant in a wide temperature range from room temperature to about 190 ° C. and is heat resistant as described above. This is a very important and useful advantage in applications.
Moreover, since the polyurethane of the present invention can be easily processed by injection molding, extrusion molding or the like without performing vulcanization like conventional crosslinked rubber, it is possible to reduce the facility, simplify the facility, and eventually reduce the cost. However, the industrial and economic effects are also extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のエーテル系ポリウレタンの動的貯蔵弾
性率を温度に対してプロットしたグラフであって、曲線
SPG−3000(2)は分子量約3,000のポリ
(オキシテトラメチレングリコール)を、曲線SPG−
2000は分子量約2,000のポリ(オキシテトラメ
チレングリコール)を、また曲線SPG−4000は分
子量約4,000のポリ(オキシテトラメチレングリコ
ール)をそれぞれ使用して合成されたポリウレタンの弾
性率−温度の関係をそれぞれ示す。
FIG. 1 is a graph in which the dynamic storage elastic modulus of the ether-based polyurethane of the present invention is plotted with respect to temperature, and a curve SPG-3000 (2) shows poly (oxytetramethylene glycol) having a molecular weight of about 3,000. , Curve SPG-
2000 is the modulus of elasticity of polyurethane synthesized using poly (oxytetramethylene glycol) having a molecular weight of about 2,000, and curve SPG-4000 is poly (oxytetramethylene glycol) having a molecular weight of about 4,000. The relationship of each is shown.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次の (a)式−CONH−X−NHCO−で表されるジイソ
シアネートに由来する単位、 (b)式−O−Y−O−で表される1,000〜10,
000の範囲内の分子量を有する脂肪族のポリエーテル
ジオール又はポリエステルジオールに由来する単位、及
び (c)式−O−Z−O−で表される3,9−ビス(1,
1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,
10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンに由来
する単位がランダムに分布して成り、かつ単位(a)/
単位(b)と単位(c)の和のモル比が1:1である、
10,000〜200,000の範囲内の平均分子量を
有する耐熱性の熱可塑性ポリウレタンエラストマー。た
だし、上記各式においてXは下記化1より成る群から選
ばれる少なくとも1種の二価の基であり、 Yは該脂肪族のポリエーテルジオール又はポリエステル
ジオールから末端ヒドロキシル基が除かれた二価の残基
であり、そしてZは下記化2で表される二価の基であ
る。 【化1】 【化2】
1. A unit derived from a diisocyanate represented by the following formula (a) —CONH—X—NHCO—, and (b) 1,000 to 10, represented by the formula —O—Y—O—.
A unit derived from an aliphatic polyether diol or polyester diol having a molecular weight in the range of 000, and (c) 3,9-bis (1, represented by the formula —O—Z—O—
1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2,4,8,
Units derived from 10-tetraoxaspiro [5,5] undecane are randomly distributed, and units (a) /
The molar ratio of the sum of units (b) and units (c) is 1: 1;
A heat resistant thermoplastic polyurethane elastomer having an average molecular weight in the range of 10,000 to 200,000. However, in the above formulas, X is at least one divalent group selected from the group consisting of the following chemical formulas 1, and Y is a divalent group obtained by removing the terminal hydroxyl group from the aliphatic polyether diol or polyester diol. And Z is a divalent group represented by the following chemical formula 2. [Chemical 1] [Chemical 2]
【請求項2】 (a’)一般式OCN−X−NCO (式中、Xは下記化3より成る群から選ばれる少なくと
も1種の二価の基である。)で表されるジイソシアネー
ト、(b’)1,000〜10,000の範囲内の分子
量を有する脂肪族のポリエーテルジオール又はポリエス
テルジオール及び(c’)3,9−ビス(1,1−ジメ
チル−2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,10−テ
トラオキサスピロ[5,5]ウンデカンを1:1の成分
(a’)/成分(b’)と成分(c’)の和のモル比で
混合し、得られた混合物を不活性雰囲気中において不活
性溶媒中又は無溶媒下、室温乃至130℃の範囲内の温
度で目的の分子量を得るのに十分な時間重付加反応させ
ることを特徴とする、次の(a)式−CONH−X−N
HCO−で表される該ジイソシアネートに由来する単
位、 (b)式−O−Y−O−で表される該脂肪族のポ
リエーテルジオール又はポリエステルジオールに由来す
る単位、及び(c)式−O−Z−O−で表される該3,
9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)
−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウ
ンデカンに由来する単位(式中、Xは前記定義の通りで
あり、Yは該脂肪族のポリエーテルジオール又はポリエ
ステルジオールから末端ヒドロキシル基が除かれた二価
の残基であり、そしてZは下記化4で表される二価の基
である。)がランダムに分布して成り、かつ単位(a)
/単位(b)と単位(c)の和のモル比が1:1であ
る、10,000〜200,000の範囲内の平均分子
量を有する耐熱性の熱可塑性ポリウレタンエラストマー
の製造法。 【化3】 【化4】
2. A diisocyanate represented by the formula (a ′) represented by the general formula OCN-X-NCO, wherein X is at least one divalent group selected from the group consisting of the following chemical formulas: b ') an aliphatic polyether diol or polyester diol having a molecular weight in the range of 1,000 to 10,000 and (c') 3,9-bis (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -2 , 4,8,10-Tetraoxaspiro [5,5] undecane was mixed at a molar ratio of 1: 1 of component (a ′) / component (b ′) and component (c ′) to obtain The mixture is subjected to a polyaddition reaction in an inert atmosphere in an inert solvent or without a solvent at a temperature in the range of room temperature to 130 ° C. for a time sufficient to obtain a target molecular weight. ) Formula-CONH-X-N
A unit derived from the diisocyanate represented by HCO-, (b) a unit derived from the aliphatic polyether diol or polyester diol represented by the formula -O-Y-O-, and (c) a formula -O. The 3, represented by -ZO-
9-bis (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl)
A unit derived from -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane (wherein X is as defined above and Y is a terminal hydroxyl group derived from the aliphatic polyether diol or polyester diol). A divalent residue in which the group has been removed, and Z is a divalent group represented by the following Chemical formula 4) is randomly distributed, and the unit (a)
/ A method for producing a heat-resistant thermoplastic polyurethane elastomer having an average molecular weight in the range of 10,000 to 200,000, wherein the molar ratio of the sum of units (b) and units (c) is 1: 1. [Chemical 3] [Chemical 4]
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